電動(dòng)試壓泵氣瓶爆破疲勞試驗(yàn)多功能系統(tǒng)

高壓氣瓶試壓泵爆破疲勞試驗(yàn)多功能試壓系統(tǒng)

一、具體技術(shù)要求

1、產(chǎn)品試驗(yàn)工藝流程及參數(shù)

1.1 目標(biāo)產(chǎn)品

   目標(biāo)產(chǎn)品包括鈦合金球形氣瓶，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖1所示，外徑約348mm，重量約7.5Kg，容積約21L。

                   圖1 鈦合金氣瓶外形示意圖

1.2 產(chǎn)品試驗(yàn)工藝流程及參數(shù)

鈦合金球形氣瓶的試驗(yàn)工藝流程如下：

裝配試驗(yàn)工裝→初始容積測(cè)量→水密封性試驗(yàn)→強(qiáng)度試驗(yàn)（含殘余變形測(cè)量）→烘干→氣密封性試驗(yàn)→氣密試驗(yàn)→（水密封性試驗(yàn)→典型試驗(yàn)）；

各試驗(yàn)步驟具體要求如下：

●裝配試驗(yàn)工裝：試驗(yàn)系統(tǒng)與產(chǎn)品連接接口為M20×1.5  60°球面接管嘴。

●初始容積測(cè)量：通過(guò)注水方式測(cè)量鈦合金氣瓶容積；鈦合金氣瓶容積約21L，要求測(cè)量誤差≤10ml。

●密封性試驗(yàn)：正式進(jìn)行強(qiáng)度試驗(yàn)前須先進(jìn)行水密封性試驗(yàn), 試驗(yàn)介質(zhì)為純凈水；試驗(yàn)壓力9.81Mpa，保壓時(shí)間3min，觀察有無(wú)壓降，氣瓶及接頭外觀有無(wú)滲水；3min無(wú)壓降，視為合格，合格后泄壓至0MPa；

● 強(qiáng)度試驗(yàn)：強(qiáng)度試驗(yàn)介質(zhì)為純凈水, 壓力34.32+0.5MPa，保壓時(shí)間10min；試驗(yàn)過(guò)程應(yīng)觀察有無(wú)壓降，氣瓶及接頭外觀有無(wú)滲水及明顯變形。強(qiáng)度試驗(yàn)過(guò)程中，需完成球形氣瓶的殘余變形量檢測(cè)；同時(shí)甲方將采用其他設(shè)備進(jìn)行聲發(fā)射檢測(cè)，試驗(yàn)系統(tǒng)應(yīng)考慮甲方進(jìn)行聲發(fā)射檢測(cè)時(shí)有足夠的操作空間。

    殘余變形量計(jì)算公式Vk-Vo/Vm-Vo-Wa，計(jì)算所得數(shù)值不大于5%時(shí)產(chǎn)品合格。其中：

      Vo-氣瓶初始容積

      Vm-加壓34.32+0.5 MPa時(shí)氣瓶容積

      Vk-泄壓至0MPa時(shí)氣瓶容積

      Wa-在室溫和34.32+0.5 MPa載荷下試驗(yàn)系統(tǒng)內(nèi)貯水的壓縮量

● 典型試驗(yàn)：典型試驗(yàn)包括疲勞試驗(yàn)和爆破試驗(yàn)。疲勞試驗(yàn)時(shí)氣瓶?jī)?nèi)充滿(mǎn)純凈水，加壓介質(zhì)為純凈水，要求壓力從0MPa升至22.6+0.5MPa保持30s再降壓至0MPa，反復(fù)進(jìn)行100次。爆破試驗(yàn)試驗(yàn)介質(zhì)為純凈水，要求壓力從0MPa升至45.11MPa后保持0.5min，繼續(xù)加壓至氣瓶爆破，爆破壓力最高約60MPa。

典型試驗(yàn)為抽樣試驗(yàn)，每批次僅抽取一定比例氣瓶進(jìn)行該項(xiàng)試驗(yàn)；典型試驗(yàn)前需先進(jìn)行水密封性試驗(yàn)，確保氣瓶本身及管路接頭氣密性符合要求。

●密封性試驗(yàn)：氣密試驗(yàn)前先進(jìn)行4.9MPa，3min的氣密封性檢查；試驗(yàn)過(guò)程應(yīng)將氣瓶置于純凈水中，觀察保壓過(guò)程有無(wú)氣泡產(chǎn)生，同時(shí)檢測(cè)保壓回路壓力表有無(wú)壓降；試驗(yàn)過(guò)程無(wú)壓降，無(wú)氣泡產(chǎn)生視為合格，合格后直接升壓進(jìn)行氣密試驗(yàn)。

●氣密試驗(yàn)：氣密試驗(yàn)壓力22.6+0.5MPa，保持10min，試驗(yàn)介質(zhì)為潔凈壓縮空氣。試驗(yàn)過(guò)程應(yīng)將氣瓶置于純凈水中，觀察保壓過(guò)程有無(wú)氣泡產(chǎn)生，同時(shí)檢測(cè)保壓回路壓力表有無(wú)壓降；試驗(yàn)過(guò)程無(wú)壓降，無(wú)氣泡產(chǎn)生視為合格，合格后泄壓至0MPa，試驗(yàn)結(jié)束。

2、設(shè)備功能及主要技術(shù)指標(biāo)

試驗(yàn)系統(tǒng)采用全數(shù)字化控制、測(cè)試方案，支持試驗(yàn)流程和參數(shù)的現(xiàn)場(chǎng)定制，支持試驗(yàn)狀態(tài)的自動(dòng)切換及試驗(yàn)過(guò)程自動(dòng)控制，支持試驗(yàn)數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集、存儲(chǔ)。具體功能包括：

2.1試驗(yàn)基本信息錄入與存儲(chǔ)

     試驗(yàn)系統(tǒng)支持錄入試驗(yàn)的基本信息，具體包括：產(chǎn)品名稱(chēng)、產(chǎn)品圖號(hào)、產(chǎn)品編號(hào)、試驗(yàn)日期、試驗(yàn)項(xiàng)目、操作人員、檢驗(yàn)人員等。其中試驗(yàn)日期為系統(tǒng)時(shí)間，不允許修改。試驗(yàn)的基本信息應(yīng)與試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行綁定，以便進(jìn)行質(zhì)量追溯性復(fù)查。

2.2 試驗(yàn)流程定制

     試驗(yàn)系統(tǒng)允許用戶(hù)根據(jù)產(chǎn)品實(shí)際需要現(xiàn)場(chǎng)調(diào)整試驗(yàn)的流程以及每項(xiàng)試驗(yàn)流程的工藝參數(shù)，系統(tǒng)可以按照用戶(hù)定義的試驗(yàn)流程及參數(shù)控制各個(gè)泵、閥等執(zhí)行元件完成試驗(yàn)。用戶(hù)定制的流程配置方案允許按試驗(yàn)名稱(chēng)進(jìn)行保存，允許加載已有試驗(yàn)流程進(jìn)行試驗(yàn)。

2.3 試驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集

    試驗(yàn)系統(tǒng)應(yīng)自動(dòng)采集試驗(yàn)過(guò)程相關(guān)的傳感器數(shù)據(jù)并進(jìn)行數(shù)值、曲線的動(dòng)態(tài)顯示；所有試驗(yàn)數(shù)據(jù)應(yīng)與試驗(yàn)基本信息進(jìn)行綁定存儲(chǔ)；試驗(yàn)數(shù)據(jù)應(yīng)支持導(dǎo)出為excel格式數(shù)據(jù)。

2.4 可視化

    試驗(yàn)系統(tǒng)應(yīng)對(duì)試驗(yàn)工位進(jìn)行高清可視化圖像采集，用于監(jiān)控試驗(yàn)氣瓶的狀態(tài)，并輔助判定是否有滲水、氣泡等泄漏特征出現(xiàn)。可視化系統(tǒng)應(yīng)確保試驗(yàn)產(chǎn)品焊縫及密封接口可全方位觀測(cè)?？梢暬瘓D像數(shù)據(jù)應(yīng)在控制臺(tái)同步顯示，同時(shí)支持錄像、抓拍操作，獲得的視頻、圖片文件與試驗(yàn)基本信息綁定存儲(chǔ)。

2.5 初始容積測(cè)量

    操作人員將鈦合金氣瓶放置在指定工位上，系統(tǒng)能自動(dòng)控制相關(guān)執(zhí)行元件通過(guò)注水的方式測(cè)定鈦合金氣瓶的初始容器，并自動(dòng)得出測(cè)量值。

2.6 強(qiáng)度試驗(yàn)與殘余變形測(cè)量

系統(tǒng)提供簡(jiǎn)單易行的操作方式向氣瓶?jī)?nèi)注滿(mǎn)純凈水并切換（允許人工操作）到強(qiáng)度試驗(yàn)回路，試驗(yàn)過(guò)程的增壓、保壓、泄壓過(guò)程全自動(dòng)控制；試驗(yàn)結(jié)束自動(dòng)輸出殘余變形計(jì)算值。試驗(yàn)回路切換時(shí)應(yīng)保證管路中空氣全部排出，防止因管路損耗造成殘余變形數(shù)據(jù)誤差。

2.7 疲勞試驗(yàn)功能

系統(tǒng)提供簡(jiǎn)單易行的操作方式向氣瓶?jī)?nèi)注滿(mǎn)純凈水并切換（允許人工操作）到疲勞試驗(yàn)回路，系統(tǒng)根據(jù)設(shè)定的試驗(yàn)壓力、試驗(yàn)次數(shù)等參數(shù)自動(dòng)控制試驗(yàn)過(guò)程完成疲勞試驗(yàn)；疲勞試驗(yàn)過(guò)程相關(guān)試驗(yàn)數(shù)據(jù)應(yīng)連續(xù)記錄。

2.8 爆破試驗(yàn)功能

    爆破試驗(yàn)采用液壓爆破方式。系統(tǒng)提供簡(jiǎn)單易行的操作方式向氣瓶?jī)?nèi)注滿(mǎn)純凈水并切換（允許人工操作）到爆破試驗(yàn)回路，系統(tǒng)根據(jù)設(shè)定的爆破試驗(yàn)流程自動(dòng)完成爆破試驗(yàn)。系統(tǒng)應(yīng)記錄爆破試驗(yàn)壓力或未達(dá)到規(guī)定壓力即爆破的壓力及對(duì)應(yīng)時(shí)間。系統(tǒng)增壓過(guò)程中，到達(dá)40MPa后需控制沖壓速度，防止低壓爆破。

2.7 氣密試驗(yàn)功能

    操作人員將氣瓶安裝在指定的試驗(yàn)工位，系統(tǒng)應(yīng)自動(dòng)按照設(shè)定的工藝流程進(jìn)行氣密試驗(yàn)前的“氣密封性試驗(yàn)”，合格后自動(dòng)完成氣密試驗(yàn)。

3 試驗(yàn)系統(tǒng)的精度及鑒定

試驗(yàn)系統(tǒng)的初始容積測(cè)量誤差≤10ml；殘余變形測(cè)量過(guò)程中對(duì)回水容積的測(cè)量誤差≤2ml。設(shè)備中所有傳感器均應(yīng)經(jīng)過(guò)國(guó)防工業(yè)相關(guān)計(jì)量機(jī)構(gòu)檢定合格。系統(tǒng)交付時(shí)，乙方應(yīng)提供系統(tǒng)級(jí)的校準(zhǔn)方案。

4  兼容性要求

試驗(yàn)系統(tǒng)的接口及傳感器量程應(yīng)兼容甲方鋁合金柱形氣瓶、高強(qiáng)鋼柱形氣瓶相關(guān)要求。

4.1鋁合金氣瓶如圖2所示，氣瓶直徑Φ123mm，長(zhǎng)度約454mm，容積約3L, 容積測(cè)量誤差≤5ml； 氣密試驗(yàn)最高壓力22.6MPa，強(qiáng)度試驗(yàn)壓力29Mpa，爆破試驗(yàn)壓力70Mpa；試驗(yàn)時(shí)管路接口為M20×1.5 60°球面接管嘴。

                   圖2  鋁合金柱形氣瓶

4.2 高強(qiáng)鋼柱形氣瓶

    高強(qiáng)鋼柱形氣瓶如圖3所示，氣瓶直徑Φ120mm，長(zhǎng)度約839mm，容積7.2L，容積測(cè)量誤差≤5ml；氣密試驗(yàn)最高壓力36MPa，強(qiáng)度試驗(yàn)最高壓力54MPa，爆破試驗(yàn)最高壓力約100MPa。

                            圖3 高強(qiáng)鋼柱形氣瓶

5 擴(kuò)展性要求

   系統(tǒng)應(yīng)具備網(wǎng)絡(luò)通信功能，待甲方質(zhì)量信息系統(tǒng)建設(shè)完成后，乙方有義務(wù)通過(guò)有償升級(jí)的方式幫助甲方將該設(shè)備接入質(zhì)量信息系統(tǒng)。

6 其他要求

6.1 整套試驗(yàn)系統(tǒng)管路內(nèi)部應(yīng)完全禁油，并采用防銹材料制造；

6.2試驗(yàn)系統(tǒng)應(yīng)在相應(yīng)環(huán)節(jié)設(shè)置過(guò)濾裝置，保證試驗(yàn)用循環(huán)水潔凈度不大于50um，試驗(yàn)用壓縮空氣或氮?dú)鉂崈舳炔淮笥?0um；

6.3 試驗(yàn)介質(zhì)加注過(guò)程、氣瓶安裝過(guò)程應(yīng)易于操作；

6.4 系統(tǒng)應(yīng)選用商品化、標(biāo)準(zhǔn)化元件，內(nèi)部走線應(yīng)整齊規(guī)范；

6.6 系統(tǒng)各管路、泵、閥、傳感器應(yīng)具備相應(yīng)的過(guò)載能力，以及相應(yīng)的安全保護(hù)機(jī)制。

6.7 系統(tǒng)增壓、泄壓應(yīng)平穩(wěn)，避免沖擊造成的人員、產(chǎn)品、設(shè)備損壞。

7 安裝場(chǎng)地要求 系統(tǒng)安裝在甲方專(zhuān)用氣瓶試驗(yàn)間，其場(chǎng)地尺寸如圖4所示；現(xiàn)場(chǎng)提供220V/380V 電源，38MPa高壓氣、自來(lái)水。